Münchausen emelő
Valószínűleg ismered azt a történetet, amikor Münchausen báró, a híres nagyotmondó, lovával a mocsárba süllyed, és csak úgy tud megmenekülni, hogy a hajánál fogva kiemeli magát onnan - és remélhetőleg azt is tudod, hogy ez lehetetlen, hiszen ellentmond a fizika törvényeinek. A róla elnevezett Münchausen emelővel viszont tényleg felemelheted magadat, ami persze nem csoda, nem is fizikai lehetetlenség, hanem éppen a fizika törvényszerűségei alapján működő csigasorok teszik ezt lehetővé. Itt körben három hintaülést találsz, próbáld ki őket sorra, milyen nehezen tudod felemelni magad. Nem egyforma erő kell az egyes ülésekben! Ha felnézel, látod ennek a magyarázatát is: a fejed fölött egy, két illetve három csigából álló csigasorokon fut át a kötél, amelynél fogva emeled magad. A csiga, illetve az ezekből összeállított csigasor egyike az emberiség által évezredek óta használt egyszerű gépeknek. Segítségükkel ugyan munkát nem takaríthatunk meg (ezt a fizika törvényei nem teszik lehetővé, egy tárgy adott magasságra való felemeléséhez mindig ugyanannyi munkát kell végeznünk), viszont könnyebbé, kényelmesebbé tehetjük az elvégzését, a tárgyak felemelését vagy vontatását.
Kétféle csigát különböztetünk meg, az álló- és a mozgócsigát. A kettő közötti különbség, hogy az elsőnél a tengely rögzített, a másodiknál viszont a csiga a felemelendő súllyal együtt mozog. Megfigyelheted, hogy a mi eszközeinkben a kétféle csigák száma megegyezik, és ebben az esetben a szükséges erőkifejtés az összes csiga számával arányosan egyre kevesebb. Így például a hat csigából álló szerkezetnél csak a testsúlyod hatodának megfelelő erőt kell kifejtened ahhoz, hogy felhúzd magad, de persze hatszor akkora hosszat kell húznod a kötélen, mint amilyen magasra szeretnél jutni. Fontos az is, hogy a csigasor egy stabil állványra van felerősítve, ebben különbözik attól, amikor a hajadnál fogva próbálod felemelni magad. A szilárd, stabil pont fontosságáról mondta Arkhimédész, görög természettudós (Plutarkhosz szerint éppen a róla elnevezett, egy álló- és több mozgócsigából készített csigasor megalkotása után) a következő, híres mondatát: „Adjatok egy fix pontot, és én kifordítom sarkaiból a világot!” Egyszerű gépekkel a mindennapi életben is gyakran találkozhatsz. Közéjük tartozik a diótörő, a krumplinyomó vagy a kerekes kút, de ide sorolható a hegyre felvezető szerpentin és az a ferde palló is, amin a hordót gurítják fel a teherautó platójára. Csigákkal is találkozhatsz, ha körbenézel egy építkezésen. Egyszerű állócsigával húzzák fel a malteros vödröt a kőművesek, a modern daruknál pedig mozgócsigákat is megfigyelhetsz, amelyek hatalmas terhek felemelését teszik lehetővé. Ha érdekesnek találtad az eszközünket, kérj a születésnapodra olyan építőkészletet, amelyben csigák is vannak. Segítségükkel kísérletezhetsz azzal, hogyan változik az erőkifejtés a csigák számától függően, és azt is megfigyelheted, hogy a kisebb erőnél viszont nagyobb távolságon kell húznod a madzagot.
|
|